(57)【要約】【課題】  多くのライン光を照射可能なレーザ墨出し器であっても小形化が可能で、複数のライン光の調整が簡単でかつ、精度の高いライン光が成形できるレーザ墨出しを提供すること。【解決手段】  複数のライン光２９、３０、３１を、１個のレーザ光源６から出射されるレーザビーム７から成形させるため、ハーフミラー９、１０を有するビームスプリッタ８により、複数のレーザビーム１１、１２、１３に分岐させるようにし、各レーザビーム１１、１２、１３はスリーブ５内に設けた偏角レンズ１４により調整され、偏角レンズ１４から出射されるレーザビームを位置調整可能な第１フランジ、第２フランジを経由させ、第２フランジに揺動可能に設けたレンズホルダ２２に収納されるロッドレンズ２６の位置調整によって精度の高いライン光２９、３０、３１に変換できるようにした。【選択図】  図１
2006047107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直機構に支持される鏡筒と、
該鏡筒に設けられたレーザビームを発生するレーザ光源と、
前記鏡筒内に設けられ、前記レーザビームを分割して複数のレーザビームを形成するハーフミラーを有するビームスプリッタと、
前記鏡筒に回動可能に支持され、前記ビームスプリッタから分岐されたレーザビームの光路を調整する偏角レンズと、
前記鏡筒に支持され、前記偏角レンズを通過したレーザビームが通過する貫通穴を有する第１フランジと、
前記第１フランジと対向して配置した第２フランジと、
前記第２フランジに揺動可能に支持され、前記レーザビームをライン光に変換する変換レンズを保持するレンズホルダとを備えたことを特徴とするレーザ墨出し器。
【請求項２】
前記偏角レンズは外周にねじ部を有するスリーブ内側に固定され、該スリーブは前記鏡筒に螺合され、スリーブの回転により前記ビームスピリッタから分岐された前記レーザビームを偏角調整し、固定手段によりスリーブの位置を固定したことを特徴とする請求項１記載のレーザ墨出し器。
【請求項３】
前記第２フランジは前記鏡筒に調整可能に固定された前記第１フランジに対し回動可能に支持されると共に、第２フランジと接触する回動調整手段により回動し、ねじにより第１フランジに位置決め固定されることを特徴とする請求項１記載のレーザ墨出器。
【請求項４】
前記レンズホルダは第２フランジと結合手段により結合され、レンズホルダと第２フランジの間に設けられた弾性手段と、レンズホルダと第２フランジ間に螺合した調整ねじの進退によりレンズホルダを揺動可能に保持したことを特徴とする請求項１記載のレーザ墨出し器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ光源から出射されたレーザビームをライン光に変換し照射するレーザ墨出し器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザ墨出し器は特許文献１に示すような複数のレーザ光源と、光源毎に対応したロッドレンズを設け、ロッドレンズでレーザビームをライン光に変換して複数のライン光を照射するものや、特許文献２に示すように１個のレーザ光源を複数のハーフミラーで分岐し、先端のロッドレンズでレーザビームをライン光に変換して照射するものなどがあった。
【０００３】
【特許文献１】特許第３１８６７１０号公報
【特許文献２】特開平１１−２５７９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、レーザ墨出し器から照射されるライン光の数が、水平、垂直、垂直に直交したもう１本の垂直ライン光（大がね）、さらに、垂直ライン光が３本（通り芯）、４本と増えてきている。ライン光の数が増えるに従い、複数のレーザ光源を使うレーザ墨出し器では、レーザ墨出し器が大型化すると共にライン光の調整が複雑化していた。また、１個の光源を複数のレーザビームに分岐するレーザ墨出し器では、ハーフミラーの位置や角度調整、レーザビームからライン光に変換するロッドレンズの位置調整、さらには、水平ライン光と垂直ライン光の直交調整などが非常に面倒であった。
【０００５】
本発明の目的は、多くのライン光を照射可能なレーザ墨出し器であっても小形化が可能で、複数のライン光の調整が簡単で、且つ、精度の高いライン光が成形できるレーザ墨出し器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、鉛直機構に支持される鏡筒と、該鏡筒に設けられたレーザビームを発生するレーザ光源と、前記鏡筒内に設けられ、前記レーザビームを分割して複数のレーザビームを形成するハーフミラーを有するビームスプリッタと、前記鏡筒に回動可能に支持され、前記ビームスプリッタから分岐されたレーザビームの光路を調整する偏角レンズと、前記鏡筒に支持され、前記偏角レンズを通過したレーザビームが通過する貫通穴を有する第１フランジと、前記第１フランジと対向して配置した第２フランジと、前記第２フランジに揺動可能に支持され、前記レーザビームをライン光に変換する変換レンズを保持するレンズホルダとを備えることにより達成できる。
【０００７】
また、前記偏角レンズは外周にねじ部を有するスリーブ内側に固定され、該スリーブは前記鏡筒に螺合され、スリーブの回転により前記ビームスピリッタから分岐された前記レーザビームを偏角調整し、固定手段によりスリーブの位置を固定してもよい。
【０００８】
また、前記第２フランジは前記鏡筒に調整可能に固定された前記第１フランジに対し回動可能に支持されると共に、第２フランジと接触する回動調整手段により回動し、ねじにより第１フランジに位置決め固定してもよい。
【０００９】
また、前記レンズホルダは第２フランジと結合手段により結合され、レンズホルダと第２フランジの間に設けられた弾性手段と、レンズホルダと第２フランジ間に螺合した調整ねじの進退によりレンズホルダを揺動可能に保持してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、複数のライン光を１つのレーザ光源から出射されるレーザビームを分岐して成形することにより、レーザ墨出し器を小形化できる。
【００１１】
また、レーザビームを分岐するハーフミラーを一体のビームスプリッタにすることにより、それぞれのハーフミラーの調整が不要となる。
【００１２】
また、レーザ光源およびビームスプリッタは鏡筒へ組み込むだけでよく、位置調整が不要となる。
【００１３】
また、レーザビーム光路内に偏角レンズを設けることにより、レーザビームの出射位置誤差や角度誤差があっても簡単に補正できる。
【００１４】
さらに、ライン光の傾斜および湾曲調整も、揺動可能に支持されたレンズホルダの位置を調整することにより精度の高いライン光の調整ができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、偏角レンズの調整は鏡筒の出射口に螺合したスリーブを回転し、調整後に固定手段に固定することにより可能となるため調整が容易にできるようになる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、第１フランジを鏡筒の出射口に回動可能に配置したことにより、変換レンズの軸心と偏角レンズから出射したレーザビームの中心を容易に合わせることができるようになり、かつ、回動調整手段により第２フランジを回動可能に配置したことにより、変換レンズから出射されるライン光の傾斜調整が容易にできるようになる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、調整ねじの進退でレンズホルダ位置が自在に揺動調整可能となり、ライン光の湾曲調整が容易にできるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明レーザ墨出し器の一実施形態を図１〜図１４を用いて説明する。
図１は本発明レーザ墨出し器の全体を示す一部断面図であり、スタンド１上に回転可能なべース２を設け、フレーム３を立設する。フレーム３上には本発明鉛直機構をなすジンパル機構４を配置し、鏡筒５を鉛直に懸架する。鏡筒５には図示しない割り溝で挟持固定されたレーザ光源６が略水平に取付けられている。
【００１９】
鏡筒５の内部には、レーザ光源６から出射されたレーザビーム７を複数のレーザビーム１１、１２、１３に分岐するビームスプリッタ８が固定されている。ビームスプリッタ８はレーザ光源６側からレーザビーム７が入射し、第１ハーフミラー９で直進（水平レーザビーム１１）と直交方向に分岐される。直交方向に分岐されたレーザビーム７は、第２ハーフミラー１０で斜め上方（垂直レーザビーム１２）と直進方向（通り芯レーザビーム１３）に分岐される。
【００２０】
それぞれに分岐されたレーザビーム１１、１２、１３は、進行方向を微小に変えられる偏角レンズ１４を通過する。偏角レンズ１４はくさび形をした円柱のレンズで、外周にねじ部を有するスリーブ１５の内側に接着剤などで固定されており、スリーブ１５は鏡筒５の出射口３２に螺合されている。スリーブ１５は後述する偏角レンズ１４が終わった後で、本発明固定手段であるナット１６により鏡筒５の出射口３２に固定される。なお、固定手段はナット１６に限らず、接着剤などでの固定や、双方の部材に係合するピンなどで回り止めをしてもよい。
【００２１】
次に、偏角レンズ１４を通過したレーザビーム１１、１２、１３は、ビーム径とほぼ同等かやや大きめの貫通穴を持つ第１フランジ１７を通過する。第１フランジ１７は、第１フランジ１７の貫通穴中心と偏角調整したレーザビーム１１、１２、１３が合わせることができるように外周方向に調整可能とし、鏡筒５の出射口３２にねじ１８で固定する。
【００２２】
第１フランジ１７の先には第１フランジ１７と同様のレーザビーム１１、１２、１３が通過する貫通穴を有する第２フランジ１９が第１フランジ１７に対し回動可能に軸支されている。第２フランジ１９は、第１フランジ１７に設けたねじ穴に第２フランジ１９に設けたＵ溝を介して本発明回動調整手段を構成する偏心ねじ２０が挿入され、偏心ねじ２０を回転させることにより、第１フランジ１７に対して第２フランジ１９を後述する回転調整ができる構成となっている。第２フランジ１９を回転調整後はねじ１８で第１フランジ１７に固定する。
【００２３】
第２フランジ１９には本発明変換レンズを構成するロッドレンズ２６を収納するレンズホルダ２２がピン２３で連結されている。また、レンズホルダ２２と第２フランジ１９間には、ピン２３と直交方向に本発明弾性手段の圧縮ばね２４と調整ねじ２５を配置し、調整ねじ２５の進退でレンズホルダ２２がレーザビーム１１、１２、１３の前後方向に揺動する。なお、弾性手段は圧縮ばね２４に限定するものではなく、ゴム材などの弾性を有するものでもよい。ロッドレンズ２６は、レンズホルダ２２の先端に形成されたＶ溝に取付けられ、ホルダ２７で押さえ、ねじ１８で固定されている。
【００２４】
ジンパル機構４に懸架された鏡筒５には、鉛直のバランスをとるためのウエイト２８と、図示しない制動用のブレーキ装置を備える。
【００２５】
上記構造において、以下ライン光２９、３０、３１の調整方法を説明する。
図１に示す本実施例のレーザー墨出し器の照射可能なライン光の構成は図１４に示すような水平ライン光２９と、水平ライン光２９に直交する垂直ライン光３０と、垂直ライン光３０に直交する通り芯ライン光３１である。
【００２６】
レーザ光源６から出射したレーザビーム７は、図６、図７に示すようにレーザ光源６やビームスプリッタ８などの部品精度のばらつきなどにより、入射位置に対し出射位置の誤差（∂１〜∂３）が発生したり、∂１〜∂４などの角度誤差が発生する。図８はこのような誤差を修正するくさび形をした偏角レンズ１４であり、ビームスピリッタ８で分岐されたレーザビーム１１、１２、１３を通し、偏角レンズ１４を取付けたスリーブ１５を回転させることによりレーザビーム１１、１２、１３の誤差補正と所定の位置へ容易に調整することができる。本実施例の偏角レンズ１４のくさびの角度θｄは１〜１．５度程度であるが、この数値に限定されるものではない。
【００２７】
図９〜図１１はビームスピリッタ８で分岐されたレーザビーム１１、１２、１３を偏角レンズ１４で調整する調整位置を示す。この調整は、第１フランジ１７、第２フランジ１９、ロッドレンズ２６等が取付けられていない状態で行ない、偏角レンズ１４から出射されるビーム光の照射位置で確認する。
【００２８】
図９は水平レーザビーム１１の調整位置で、偏角レンズ１４を回転すると水平レーザビーム１１は０１の軌跡で回転する。水平の場合は基準となる水平基準線上のｘ１かｘ２の点に合わせる。水平基準線上にないと、成形後のライン光２９が前下がりか前上がりのライン光になり、図１４に示すα１の角度が直角でなくなる。
【００２９】
図１０は垂直レーザビーム１２の場合を示し、垂直基準線上のｙｌかｙ２の点上に調整する。垂直基準線上にないと、図１４に示す水平ライン光２９との角度α２が直角でなくなる。
【００３０】
図１１は通り芯レーザビーム１３の場合を示し、通り芯基準線上のｚｌかｚ２の点上に調整する。通り芯基準線上にないと、図１４に示す垂直ライン光３０との角度α３が直角でなくなる。
各偏角レンズ１４の位置調整後はスリーブ１５をナット１６により固定する。
【００３１】
偏角レンズ１４の調整が終わると、第１フランジ１７を鏡筒に取付け、偏角レンズから出射されたレーザビーム１１、１２、１３がロッドレンズ軸心に向かうように第１フランジの位置調整を行う。以下の調整方法は水平ライン光２９の場合で説明する。第１フランジ１７の底部を鏡筒５の出射口３２に挿入し、偏角レンズ１４で所定の位置に調整されたレーザビーム１１の中心に第１フランジ１７の貫通穴中心を合わせる。第１フランジ１７の貫通穴中心とレーザビーム１１の中心を合わせることができるように第１フランジ１７と出射口３２の係合部の間には隙間を有している。第１フランジ１７は、取付け穴径とねじ１８外径の隙間で調整し、本実施例の場合、１ｍｍ程度の隙間を設け、調整後はねじ１８で固定する。
【００３２】
上記の調整でレーザビーム１１とロッドレンズ２６の軸心が一致し、水平ライン光２９が成形される。ただ、この時点での水平ライン光２９は基準線に対し、傾斜と湾曲を誤差を持っており調整が必要となる。
【００３３】
図１２はライン光２９の傾斜調整で、第２フランジ１９の偏心ねじ２０をまわすと水平ライン光２９は１点鎖線のような右上り、２点鎖線のような右下がりに傾斜する。
【００３４】
図１３はライン光２９の湾曲調整で、調整ねじ２５をＲ方向へまわすと水平ライン光２９は上側へ、Ｌ方向へまわすと下側へ湾曲する。上記の傾斜調整と湾曲調整を交互に繰り返しながら基準線上へ合わせる。位置合せが完了したらねじ１８で固定する。調整ねじ２５は圧縮ばね２４の押圧を受けているため、調整後の固定は不要である。
以上のような調整をそれぞれのライン光で行う。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明レーザ墨出し器の一実施形態を示す一部断面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】図２のＢ矢視図。
【図４】図２のＣ−Ｃ断面図。
【図５】図２のＤ−Ｄ断面図。
【図６】ビームスプリッタによって分岐されるレーザビーム光路を示す図１の上面図。
【図７】ビームスプリッタによって分岐されるレーザビーム光路を示す図１の部分拡大図。
【図８】偏角レンズによるレーザビームの角度補正説明図。
【図９】水平レーザビーム調整説明図。
【図１０】垂直レーザビーム調整説明図。
【図１１】通り芯レーザビーム調整説明図。
【図１２】ライン光の傾斜調整説明図。
【図１３】ライン光の湾曲調整説明図。
【図１４】照射ライン説明図。
【符号の説明】
【００３６】
４：ジンパル機構
５：鏡筒
６：レーザ光源
７：レーザビーム
８：ビームスプリッタ
１１：水平レーザビーム
１２：垂直レーザビーム
１３：通り芯レーザビーム
１４：偏角レンズ
１５：スリーブ
１６：ナット
１７：第１フランジ
１９：第２フランジ
２０：偏心ねじ
２２：レンズホルダ
２３：ピン
２４：圧縮ばね
２５：調整ねじ
２６：変換レンズ
２９：水平ライン
３０：垂直ライン
３１：通り芯ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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